El documento habla sobre los conceptos básicos de flujo laminar, flujo turbulento y número de Reynolds en mecánica de fluidos. Explica que el número de Reynolds determina si el flujo es laminar o turbulento dependiendo de si es menor o mayor que valores críticos. También resume la teoría de la capa límite, la cual estudia la distribución de velocidades cerca de una superficie sólida en un fluido.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Barinas – Barinas
ENSAYO
DE LEYES BÁSICA
PARA UN SISTEMA
Docente:
Blanca Salazar
Bachiller:
Winiffer Isamar
Cárdenas González
C.I: 25.588.388
Ing. Industrial
Barinas, Enero del 2017.

2. Cuando un cuerpo sólido se mueve en el seno de un fluido, se originan una serie de
fuerzas sobre dicho cuerpo. El origen de esas fuerzas se debe a la viscosidad del fluido y
a la resultante de las fuerzas debidas a las presiones normales a la superficie exterior del
cuerpo sólido.
La tercera ley de Newton nombra el principio de acción y reacción, el cuerpo ejerce
sobre el fluido una fuerza igual y de sentido contrario a la que el fluido ejerce sobre el
sólido. Es decir, el fenómeno de resistencia que un sólido experimenta al moverse en un
fluido es, fundamentalmente, igual al de la resistencia que un fluido experimental al
moverse en el interior de un sólido (como una tubería).
Flujo laminar:
Este tipo de flujo fue identificado por O. Reynolds y se denomina “laminar”,
queriendo significar con ello que las partículas se desplazan en forma de capas o
láminas.
Flujo turbulento:
Al aumentar el gradiente de velocidad se incrementa la fricción entre partículas vecinas
al fluido, y estas adquieren una energía de rotación apreciable, la viscosidad pierde su
efecto, y debido a la rotación las partículas cambian de trayectoria. Al pasar de unas
trayectorias a otras, las partículas chocan entre sí y cambian de rumbo en forma errática.
Éste tipo de flujo se denomina "turbulento".
Número de Reynolds:
El número de Reynolds (Re) es un número adimensional utilizado en mecánica de
fluidos, diseño de reactores y fenómenos de transporte para caracterizar el movimiento
de un fluido. El concepto fue introducido por George Gabriel Stokes en 1851,2 pero el
número de Reynolds fue nombrado por Osborne Reynolds (1842-1912), el número de
Reynolds determina las relaciones entre masa y velocidad del movimiento de
microorganismos en el seno de un líquido caracterizado por cierto valor de dicho
número (líquido que por lo común es agua) y afecta especialmente a los que alcanzan
velocidades relativamente elevadas para su tamaño. Para los desplazamientos en el agua
de entidades de tamaño y masa aun mayor como los navíos submarinos, la incidencia
del número de Reynolds es mucho menor que para los microbios veloces.6 Cuando el
medio es el aire, el número de Reynolds del fluido resulta también importante para
vehículos aéreos, siempre según su respectiva masa y velocidad.

3. El número de Reynolds se puede definir como la relación entre las fuerzas inerciales (o
conectivas, dependiendo del autor) y las fuerzas viscosas presentes en un fluido. Éste
relaciona la densidad, viscosidad, velocidad y dimensión típica de un flujo en una
expresión adimensional, que interviene en numerosos problemas de dinámica de
fluidos. Dicho número o combinación adimensional aparece en muchos casos
relacionado con el hecho de que el flujo pueda considerarse laminar (número de
Reynolds pequeño) o turbulento (número de Reynolds grande).
𝑅𝑒 =
𝜌 ∗ 𝑉𝑠 ∗ 𝐷
𝜇
Donde:
𝑅𝑒: Numero de Reynolds.
𝜌: Densidad del fluido.
𝑉𝑠: Velocidad característica del fluido.
𝐷: Diámetro de la tubería a través de la cual el fluido o longitud característica del
sistema.
𝜇: Viscosidad dinámica del fluido.
Representa el cociente entre las fuerzas de inercia del flujo y las fuerzas debidas a la
viscosidad, y mide la influencia relativa de esta última.
 Si Re ↑↑ Flujo tiende a ser turbulento (debido a altas velocidades o bajas
viscosidades)
 Si Re ↓↓ Flujo tiende a ser laminar (debido a altas viscosidades o bajas
densidades)
La expresión del número de Reynolds adopta diferentes formas para conductos
circulares o no circulares, canales abiertos o flujo alrededor de cuerpos inmersos.
𝑅𝑒 =
𝜌 ∗ 𝑉𝑠 ∗ 𝐷
𝜇
𝑅𝑒 =
𝜌 ∗ 𝑉 ∗ 4𝑅ℎ
𝜇
𝑅𝑒 =
𝜌 ∗ 𝑉∞ ∗ 𝑥
𝜇
Números críticos de Reynolds:
Para flujo en conductos, el número de Reynolds adopta la primera de las expresiones
anteriores.

4. Normalmente se trabaja con los siguientes rangos:
Si Re≤ 2000 Flujo LAMINAR
Si Re≥ 4000Flujo TURBULENTO
Si 2000 < Re < 4000 Región CRÍTICA (no es posible predecir el régimen del flujo).
Número crítico inferior de Reynolds: Valor del Reynolds por debajo del cual el régimen
es necesariamente laminar. Cualquier perturbación es amortiguada por la viscosidad
Teoría de capa limite:
La teoría de capa límite ideada al comienzo del pasado siglo por Prandtl revolucionó la
aeronáutica y toda la Mecánica de Fluidos, hasta el punto de que se considera a Prandtl
como el fundador de la Mecánica de Fluidos moderna.
Esta teoría tiene una especial aplicación en fluidos poco viscosos, como el aire y el
agua, y por tanto es una teoría fundamental en la aeronáutica y en la ingeniería naval.
En un cuerpo sólido sumergido en una corriente fluida, por ejemplo, el ala de un avión
en una corriente de aire, se puede estudiar la distribución de velocidades a lo largo de
una normal a la superficie en un punto. Si se utiliza un instrumento de medida de
velocidad cerca de ese punto, se obtendrá un valor de velocidad a nivel “macroscópico”.
Sin embargo, se sabe que a causa de la viscosidad, la velocidad en cualquier punto de la
superficie del sólido es 0.
Si se analizar de forma “microscópica” la velocidad, se puede obtener una de las
siguientes distribuciones de velocidad en un espesor muy pequeño (capa límite).
Capa Límite Laminar y Turbulenta:
Si se analiza el comportamiento de la capa límite sobre una placa plana sumergida en
una corriente fluida con una velocidad constante y paralela a la placa, se puede
representar el comportamiento de la capa límite como el de la siguiente imagen.